声波扰动近地面边界层湍流脉动特性

1

作者 王明军 杜桂中 +1 位作者 张佳琳 吴小虎 《应用声学》 CSCD 北大核心 2024年第6期1181-1192,共12页

声波是具有能量的机械波,在大气湍流传输时会改变其物理特征参数,从而影响湍流的时空结构演化。该文基于声波特性和大气湍流理论,结合湍流脉动流速与大气物理特征参数之间的关系式,通过理论建模和数值模拟,分析了声波扰动下近地面边界... 声波是具有能量的机械波,在大气湍流传输时会改变其物理特征参数,从而影响湍流的时空结构演化。该文基于声波特性和大气湍流理论,结合湍流脉动流速与大气物理特征参数之间的关系式,通过理论建模和数值模拟,分析了声波扰动下近地面边界层湍流脉动特性及流速变化,进一步探索声压级的空间分布与大气湍流基本特征参数之间的关系,并对近地面区域内的声压级分布及流速变化进行了实验验证。结果表明:在边界层距离声源较近的区域,声场强度越大,对湍流的扰动作用越强,湍流脉动流速变化越快,表明声源会破坏边界层内大气湍流的初始流动状态,影响湍流的时空结构演化,然而改变声源频率,对湍流脉动速度的影响并不是特别的明显。该文主要研究地空链路声波特性与大气湍流结构时空演化物理特性之间的变化规律,数值计算结果可为地空链路光电对抗中大气湍流环境光传输信道特性的改善和干扰提供理论依据。 展开更多

关键词 声波特性 近地面层湍流 湍流脉动特性 大气特征参数

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近地面大气污染模拟模型的建立与应用研究 被引量：9

2

作者 李树文 史建武 周继红 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期29-31,共3页

针对以往把整个混合层作为大气扩散研究对象的问题,研究了近地面大气污染带概念,建立了大气污染模拟模型。又考虑到目前大气污染模型仅注重研究铅直面上的二维扩散变化,而较少研究平面二维扩散问题,运用有限差分方法建立了近地面大气污... 针对以往把整个混合层作为大气扩散研究对象的问题,研究了近地面大气污染带概念,建立了大气污染模拟模型。又考虑到目前大气污染模型仅注重研究铅直面上的二维扩散变化,而较少研究平面二维扩散问题,运用有限差分方法建立了近地面大气污染带的平面二维数值模型。通过应用证实,该大气污染模拟模型能够真实反映近地面大气中污染物的扩散趋势及空间分布特征,对城市大气环境污染预测和防治具有实际意义。 展开更多

关键词 近地面大气污染带 模拟模型 数值模型 平面 二维扩散

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沿海市区近地面大气层风、温、湿湍流特征的观测和分析 被引量：2

3

作者 赵永平 陈永利 +1 位作者 杨连素 范继铨 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 1993年第2期52-56,共5页

用三向风速仪和高灵敏温湿度脉动观测装置,测量沿海城市上空大气表面层风速、温度和湿度脉动。并用涡动相关法计算了大气表面层动量、热量和水汽湍流通量,给出了复杂地形上各物理量的谱特征,讨论了各湍流通量的特性。结果指出,风速、温... 用三向风速仪和高灵敏温湿度脉动观测装置,测量沿海城市上空大气表面层风速、温度和湿度脉动。并用涡动相关法计算了大气表面层动量、热量和水汽湍流通量,给出了复杂地形上各物理量的谱特征,讨论了各湍流通量的特性。结果指出,风速、温度和湿度谱密度分布基本上都服从—5/3律。由于建筑物的影响,在f≥0.2Hz频段内拢动能量明显偏大。动量和热量输送主要由f<0.2Hz的扰动完成的,高频扰动的贡献可以忽略不计。 展开更多

关键词 城市 大气层 风 温度 近地面 湍流

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湿度对近地面大气湍流测量不确定性影响研究

4

作者 陈新 易桂英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期3040-3045,共6页

采用多项式法模拟近地面大气湍流,并与实验现场基于温度脉动原理的双点法实测近地面大气湍流进行比对,一方面可以充分利用实验现场的实测温湿压等气象参数进行模拟实验,为研究工作的开展提供便利条件;另一方面可以使研究工作达到科学实... 采用多项式法模拟近地面大气湍流,并与实验现场基于温度脉动原理的双点法实测近地面大气湍流进行比对,一方面可以充分利用实验现场的实测温湿压等气象参数进行模拟实验,为研究工作的开展提供便利条件;另一方面可以使研究工作达到科学实际的效果。文中着重研究了在相对湿度较高的环境里实测湍流与多项式法模拟湍流之间的相关性、以及在重新拟合多项式系数后两者之间的相关性变化,从中研究了双点法测量近地面大气湍流的不确定性。分析结果表明:多项式法模拟近地面大气湍流与双点法实测湍流之间在湿度相对较高的环境里相关性较强,且能够维持较高的稳定性,但在相对湿度达到80%以上的环境里两者之间的相关性则明显降低,甚至于出现负值,由此证明双点法测量近地面大气湍流在相对湿度大(80%以上)的环境里存在较大的不确定性。 展开更多

关键词 多项式模拟近地面大气湍流 双点测量法 湿度影响 不确定性研究

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不稳定近地面层湍流的大涡模拟

5

作者 蔡旭晖 谢飞钦 陈家宜 《北京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期698-704,共7页

采用加密网格的大涡模式获取边界层风、温场的高分辨率模拟结果 ,并据以分析近地面层大气的湍流特性。结果表明 ,较小的网格尺度使次网格湍流贡献率大为降低 ,模式计算结果对次网格参数的依赖性减小 ,边界层整体特征得到更好的反映。同... 采用加密网格的大涡模式获取边界层风、温场的高分辨率模拟结果 ,并据以分析近地面层大气的湍流特性。结果表明 ,较小的网格尺度使次网格湍流贡献率大为降低 ,模式计算结果对次网格参数的依赖性减小 ,边界层整体特征得到更好的反映。同时 ,模拟出的近地面层通量 廓线关系及湍流速度特征与实际观测结果吻合甚好 ,表明模式具有反映近地面层平均运动和湍流特性的能力。 展开更多

关键词 不稳定近地面层 太涡模拟 湍流过程 湍流速度 大气湍流 网格尺度

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基于气象参数戈壁沙漠地区近地面大气湍流建模 被引量：2

6

作者 胡月宏 强希文 +4 位作者 冯建伟 张志刚 韩燕 宗飞 李岩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期2799-2802,共4页

提出一种适合戈壁沙漠地区的近地面大气湍流模型。通过测量近地面层不同高度处温度、湿度、压强和风速等常规气象参数,结合模型可给出近地面层大气湍流强度。模型计算的近地面层大气湍流强度通常白天值最大,中午前后出现较宽的最大值区... 提出一种适合戈壁沙漠地区的近地面大气湍流模型。通过测量近地面层不同高度处温度、湿度、压强和风速等常规气象参数,结合模型可给出近地面层大气湍流强度。模型计算的近地面层大气湍流强度通常白天值最大,中午前后出现较宽的最大值区间,在日出时段和日落时段出现较明显的最小值,夜间呈不规则变化,该结果能够很好地反映近地面层大气湍流强度的变化特性。在影响大气湍流强度变化的参数中,大气温度的变化趋势直接影响着大气湍流强度的变化:通常白天大气温差较高时,大气湍流强度较强;大气温差较低时,大气湍流强度较弱;大气温差起伏较大的时刻,大气湍流强度的变化也会较大,大气温差起伏趋势与大气湍流强度变化趋势有相似之处。 展开更多

关键词 气象参数 戈壁沙漠地区 近地面层 大气湍流 建模 based surface layer atmospheric turbulence 湍流强度 温差 强度变化 变化趋势 直接影响 大气温度 湍流模型 时段 模型计算 结合模型 规则变化 不同高度

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液晶大气湍流模拟器 被引量：17

7

作者 刘永军 胡立发 +4 位作者 曹召良 李大禹 穆全全 鲁兴海 宣丽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1960-1963,共4页

提出平行取向液晶器件作为大气湍流模拟器（ATS）的应用，研制出平行排列TFT型二维阵列液晶湍流模拟器（LC ATS）．基于Zernike多项式模拟大气湍流的理论，在Zygo干涉仪上，利用此湍流模拟器产生Zernike模式面形，能够很好的产生Zernik... 提出平行取向液晶器件作为大气湍流模拟器（ATS）的应用，研制出平行排列TFT型二维阵列液晶湍流模拟器（LC ATS）．基于Zernike多项式模拟大气湍流的理论，在Zygo干涉仪上，利用此湍流模拟器产生Zernike模式面形，能够很好的产生Zernike多项式的前2～8项模式面形．并且选取前231项Zernike模式，进行湍流的计算模拟与液晶湍流模拟器的实验模拟，计算模拟与实验模拟的湍流结果比较接近，说明此类型液晶湍流模拟器可以模拟大气湍流． 展开更多

关键词 大气湍流 液晶 大气湍流模拟器 ZERNIKE多项式

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大气湍流畸变相位屏的数值模拟方法研究 被引量：50

8

作者 张慧敏 李新阳 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期14-19,共6页

利用功率谱反演法和Zernike多项式展开法对符合Kolmogonov统计规律的大气湍流畸变波前相位屏进行了数值模拟研究。通过对比模拟相位屏的相位结构函数与理论结果的差异分析模拟相位屏的准确性。结果表明,功率谱反演法产生的相位屏在高空... 利用功率谱反演法和Zernike多项式展开法对符合Kolmogonov统计规律的大气湍流畸变波前相位屏进行了数值模拟研究。通过对比模拟相位屏的相位结构函数与理论结果的差异分析模拟相位屏的准确性。结果表明,功率谱反演法产生的相位屏在高空间频率部分与理论相符,在低空间频率部分明显偏离理论值,通过次谐波补偿有效改善低频不足,次谐波级数达到4级足够;Zernike多项式展开法产生的相位屏的低空间频率成分与理论相符,而高空间频率成分不足随着所用Zernike阶数的增加而有所改善,但同时也带来计算量增大的问题。 展开更多

关键词 大气湍流 数值模拟 功率谱 ZERNIKE多项式

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绿洲和戈壁近地层大气湍流结构 被引量：5

9

作者 张霭琛 陈家宜 +1 位作者 林雪兰 崔艳 《高原气象》 CSCD 北大核心 1994年第3期291-298,共8页

本文分析了临泽防护林网内４０ｍ铁塔顶端以及化音戈壁滩上７８ｍ高处的大气湍流观测资料，得到了一些有意义的结果：（１）对稳定度比较接近的谱曲线进行对比，绿洲上空谱曲线的低频段较之戈壁上的衰减更快些。（２）假设湍流能量方... 本文分析了临泽防护林网内４０ｍ铁塔顶端以及化音戈壁滩上７８ｍ高处的大气湍流观测资料，得到了一些有意义的结果：（１）对稳定度比较接近的谱曲线进行对比，绿洲上空谱曲线的低频段较之戈壁上的衰减更快些。（２）假设湍流能量方程中的压力项和扩散项忽略不计，归一化后的湍能方程符合φｍ－ＺＬ＝φε戈壁滩上的结果较好地符合上述关系，但林网地区的φε值在中性情况下仅等于０５。通过上式计算证实其φｍ低于通常较光滑均一下垫面上的数值。 展开更多

关键词 绿洲 戈壁滩 近地面层 大气湍流

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近地层湍流特征及其在扩散模拟中的应用 被引量：4

10

作者 刘衡 蒋维楣 《高原气象》 CSCD 北大核心 1998年第4期390-396,共7页

利用１９９４年９月北京市郊３２５ｍ气象观测塔在４７ｍ和１２０ｍ两层高度上的湍流观测资料，计算分析了城郊粗糙下垫面上近地层湍流特征量、湍流尺度和不同层结下的湍谱，得出了近地层的一些湍流特性。根据观测事实，并结合现有大气... 利用１９９４年９月北京市郊３２５ｍ气象观测塔在４７ｍ和１２０ｍ两层高度上的湍流观测资料，计算分析了城郊粗糙下垫面上近地层湍流特征量、湍流尺度和不同层结下的湍谱，得出了近地层的一些湍流特性。根据观测事实，并结合现有大气扩散模式，对模拟应用过程中的三个假设，用观测资料进行了分析，即：（１）水平方向上的湍流脉动标准差相等，σｕ＝σｖ；（２）σｕ，σｖ，σｗ定常；（３）水平两方向上湍涡的欧氏时间尺度近似相等，即：ＴＥＵ≈ＴＥＶ。结果表明，假定（１）、（２）在中性和稳定层结下比较合理，而在不稳定层结下与观测事实有一些差别，假定（３）在三种层结条件下与观测事实基本一致。 展开更多

关键词 湍流特征 近地层 大气扩散 扩散模拟

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两种正交多项式模拟湍流波前的比较 被引量：1

11

作者 韩勇 吴健 +3 位作者 杨春平 何武光 徐光勇 叶征宇 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期70-73,共4页

针对Zernike多项式仅在连续单位圆上正交,用于在离散点上构造光学波前必然会引起误差的问题,本文提出用能够在离散点上正交的多项式来模拟经过大气湍流的光学波前。该方法根据湍流的统计理论,采用Gram-Schmidt正交化方法,构造了Malacar... 针对Zernike多项式仅在连续单位圆上正交,用于在离散点上构造光学波前必然会引起误差的问题,本文提出用能够在离散点上正交的多项式来模拟经过大气湍流的光学波前。该方法根据湍流的统计理论,采用Gram-Schmidt正交化方法,构造了Malacara多项式表示的湍流波前,并进行了数值模拟。将模拟结果与直接用Zernike多项式模拟的结果进行了比较分析,结果表明:在相同的条件下,该方法的模拟结果更接近统计理论值。 展开更多

关键词 大气湍流 波前模拟 Zemike多项式 Malacara多项式

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重庆地区近地面层湍流谱特征分析 被引量：2

12

作者 王蓓蕾 曹文俊 《南京气象学院学报》 CSCD 1997年第2期237-242,共6页

利用１９８９年１２月～１９９０年１月重庆地区的观测资料，计算了一般天气条件下和雾中的湍流谱。结果表明，重庆地区在中性和不稳定的条件下，湍谱的峰值频率比平坦地形大，峰值区较窄。在夜间静力稳定条件下，湍谱的低频部分能量突... 利用１９８９年１２月～１９９０年１月重庆地区的观测资料，计算了一般天气条件下和雾中的湍流谱。结果表明，重庆地区在中性和不稳定的条件下，湍谱的峰值频率比平坦地形大，峰值区较窄。在夜间静力稳定条件下，湍谱的低频部分能量突然增大。 展开更多

关键词 大气边界层 大气湍流 湍流谱 近地面层 重庆地区

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大涡模拟模式研究对流层湍流

13

作者 王雪梅 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2001年第3期281-286,共6页

利用三维大涡模拟模式研究不同地面热力状况和风切变对湍流产生的影响,在对流层湍流发展过程中,这两种作用是同时存在的、同时起作用,水平风速的瞬时垂直切变可以在自由大气中激发湍流,但它不能维持很长时间,对流热泡也可以在自由大气... 利用三维大涡模拟模式研究不同地面热力状况和风切变对湍流产生的影响,在对流层湍流发展过程中,这两种作用是同时存在的、同时起作用,水平风速的瞬时垂直切变可以在自由大气中激发湍流,但它不能维持很长时间,对流热泡也可以在自由大气中激发湍流,其湍流强度与地面的热通量强度有关。 展开更多

关键词 对流层湍流 大涡模拟 地面热力状况 对流热泡 风切变 自由大气

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基于仪表放大器的温度脉动仪的测量不确定度

14

作者 夏惠军 杨欢 +4 位作者 邬欣明 邓万涛 高伟翔 杨天志 李彪辉 《激光技术》 北大核心 2025年第2期296-300,共5页

表征大气湍流强度的关键参数一般是折射率结构常数,其由温度脉动仪测量得到。为了研究该常数的测量不确定度,基于温度脉动仪的工作原理,采用直径为10μm、电阻值为90Ω、温度变化系数为4.5×10^(-3)/K的钨丝作为测量传感器,获取温... 表征大气湍流强度的关键参数一般是折射率结构常数,其由温度脉动仪测量得到。为了研究该常数的测量不确定度,基于温度脉动仪的工作原理,采用直径为10μm、电阻值为90Ω、温度变化系数为4.5×10^(-3)/K的钨丝作为测量传感器,获取温度差系综平均,并将同步监测到的压强、温度、距离等参数进行综合分析计算,得到折射率结构常数的测量不确定度。结果表明,当近地面层的大气折射率结构常数的真实值范围在10-13~10-16时,计算得到的折射率结构常数测量不确定度可控制在1%之内,具有较高的可信度。这一结果对于提高温度脉动仪的测量误差具有很大的作用,同时也为控制其测量不确定度提供了新的解决途径。 展开更多

关键词 大气光学 大气湍流 温度变化 测量不确定度 近地面

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扩展目标高分辨力斑点成象的模拟 被引量：4

15

作者 杨连臣 沈忙作 《光电工程》 EI CAS CSCD 2000年第4期7-10,59,共5页

介绍了扩展目标高分辨力斑点成象过程的计算机模拟 ,内容包括大气湍流的模拟、目标短曝光象的形成、目标功率谱的估计、目标傅里叶相位的恢复以及克服大气湍流影响后目标高分辨力图象的重建。模拟结果显示 ,斑点成象技术可以克服大气湍... 介绍了扩展目标高分辨力斑点成象过程的计算机模拟 ,内容包括大气湍流的模拟、目标短曝光象的形成、目标功率谱的估计、目标傅里叶相位的恢复以及克服大气湍流影响后目标高分辨力图象的重建。模拟结果显示 ,斑点成象技术可以克服大气湍流的影响 ,获得望远镜口径决定的衍射极限的成象分辨力。模拟所建立的系统 ,也为进一步深入研究扩展目标的高分辨力斑点成象技术打下了基础。 展开更多

关键词 斑点成象 大气湍流 计算机模拟 地面望远镜

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关于大气稳定度分类的研究 被引量：5

16

作者 何玉贵 黄建国 陈长和 《环境科学研究》 EI CAS 1985年第5期21-27,共7页

通过兰州西固地区1981年到1983年夏季现场观测资料分析,在近地面层(1.5-50米)用双向风标垂直脉动角标准偏差(σ(?))对大气稳定度分类比较好。百米以上气层用稳定参数(ΔT)/(ΔZ)(温度梯度)分类较好,里查孙数(R_i)因风速仪器测量精度差,... 通过兰州西固地区1981年到1983年夏季现场观测资料分析,在近地面层(1.5-50米)用双向风标垂直脉动角标准偏差(σ(?))对大气稳定度分类比较好。百米以上气层用稳定参数(ΔT)/(ΔZ)(温度梯度)分类较好,里查孙数(R_i)因风速仪器测量精度差,分类结果不够理想。 展开更多

关键词 大气稳定度 双向风标 稳定度参数 测量精度 观测资料分析 近地面层 湍流运动 温度梯度 地表粗糙度 连续观测

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大气光学

17

《中国光学》 EI CAS 2002年第4期108-108,共1页

P427.1 2002043185大尺度相干结构的光学特性研究=Study of opticalcharacteristics of large-scale structures[刊,中]/袁仁民,曾宗泳(中科院安徽光机所大气光学重点实验室.安徽,合肥(230031))∥光学学报.—2001,21(1).—19-23根据大... P427.1 2002043185大尺度相干结构的光学特性研究=Study of opticalcharacteristics of large-scale structures[刊,中]/袁仁民,曾宗泳(中科院安徽光机所大气光学重点实验室.安徽,合肥(230031))∥光学学报.—2001,21(1).—19-23根据大气近地面层对流湍流池的实验结果。 展开更多

关键词 大气光学 大尺度相干结构 对流湍流池 重点实验室 特性研究 近地面层 安徽 实验结果 中科院 学报

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贴地层通量与廓线关系的初步研究

18

作者 孙卫国 《南京气象学院学报》 CSCD 1992年第4期558-565,共8页

以相似理论为基础,利用地面梯度观测资料,采用迭代方法确定湍流特征参量u.、T.和L,拟合出普适函数φ(Z/L)、φ(R_i)的半经验表达式以及特征长度L与稳定度因子ΔT/(Δu)~2之间的经验关系,讨论了湍流通量和温风廓线随稳定度参数的变化现律... 以相似理论为基础,利用地面梯度观测资料,采用迭代方法确定湍流特征参量u.、T.和L,拟合出普适函数φ(Z/L)、φ(R_i)的半经验表达式以及特征长度L与稳定度因子ΔT/(Δu)~2之间的经验关系,讨论了湍流通量和温风廓线随稳定度参数的变化现律,并得出计算贴地层湍流通量的梯度方法。 展开更多

关键词 近地面层 湍流 大气 稳定度 廓线

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